Bài giảng vật lý đại cương 1 chương 4 các định luật thực nghiệm về chất khí

Chương IV CÁC ĐỊNH LUẬT THỰC NGHIỆM VỀ CHẤT KHÍ I Một số khái niệm 1 Thông số trạng thái và PTTT Để biểu diễn trạng thái của một khối khí nhất định, người ta dùng 3 thông số trạng thái thể tích V, áp[.]

Chương IV CÁC ĐỊNH LUẬT THỰC NGHIỆM VỀ CHẤT KHÍ

I Một số khái niệm:

1 Thông số trạng thái và PTTT.

Để biểu diễn trạng thái của một khối khí nhất định, người ta dùng 3 thông số trạng thái : thể tích V, áp suất p và nhiệt độ T của khối khí PT trạng thái của khối khí có dạng tổng quát

f ( p, V, T) = 0

2 Áp suất: là một đại lượng vật lý có giá trị bằng lực nén vuông góc lên một đơn vị diện tích

F là lực nén vuông góc lên diện tích

S

F p





S



Đơn vị :

• 1 N/m2 = 1Pa (Pascal)

• 1 at = 9,81.104 N/m2

• 1 atm = 1,013.105 N/m2

• mmHg (tor) bằng áp suất tạo bởi trọng

lượng cột thủy ngân cao 1mm

• 1at = 736 mmHg = 9,81.104 N/m2

• 1atm = 760 mmHg = 1,013.105 N/m2

3 Nhiệt độ: là đại lượng vật lý đặc trưng cho mức độ

chuyển động hỗn loạn phân tử của các vật.

Trong thang nhiệt độ bách phân, nhiệt độ ký hiệu

là 0 C Trong thang nhiệt độ tuyệt đối ( còn gọi là thang nhiệt độ Kelvin), nhiệt độ ký hiệu là K Gọi

T là nhiệt độ trong thang tuyệt đối, t là nhiệt độ trong thang bách phân, ta có công thức :

T = t +273,16 Trong các tính toán đơn giản ta thường lấy:

T = t + 273

4 Nhiệt chuyển pha

Khi một vật rắn hay lỏng hấp thụ nhiệt, nhiệt độ của nó không nhất thiết phải tăng lên mà nó có thể thay đổi trạng thái (pha) này sang trạng thái (pha) khác.

* Khi chuyển từ pha lỏng sang pha khí ( vật phải thu nhiệt) hoặc từ khí sang lỏng (vật phải tỏa

nhiệt) thì nhiệt lượng của quá trình biến đổi này gọi là nhiệt hóa hơi : Q = mL V

* Khi chuyển từ pha rắn sang pha lỏng ( vật phải thu nhiệt) hoặc từ lỏng sang rắn (vật phải tỏa

nhiệt) thì nhiệt lượng của quá trình biến đổi này gọi là nhiệt nóng chảy: Q = mL f

II Các định luật thực nghiệm về chất khí:

1 Định luật Boilơ-Mariôt: Trong quá trình biến

đổi đẳng nhiệt ( T = const) của một khối khí thì:

2 Các định luật Gay-Lussac

a)Trong quá trình biến đổi đẳng tích ( V = const ) của một khối khí thì

const

pV 

const T

p



b)Trong quá trình biến đổi đẳng áp (p = const) của một khối khí thì:

3 Định luật Dalton: Cho một hỗn hợp khí ở nhiệt

độ T Áp suất của hỗn hợp khí bằng tổng của

những áp suất riêng phần

const T

V









n i

i

P P

1

III PTTT khí lý tưởng

Khí lý tưởng là khí tuân hoàn toàn chính xác hai định luật Boiler-Mariotte và Gay-Lussac

Phương trình trạng thái KLT đối với một khối khí khối lượng m, khối lượng phân tử , thể tích V, áp suất p :

là hằng số khí lý tưởng

RT

m pV







K kmol

J K

mol

J R

10 31 ,

8

31 ,



IV Thuyết động học phân tử

1.Nội dung: Theo quan điểm của TĐH phân tử, một khối khí lý tưởng là một hệ gồm một số rất lớn các phân tử giống nhau, kích thước nhỏ

không đáng kể, không tương tác với nhau (trừ khi va chạm), các phân tử này chuyển động hỗn loạn không ngừng và nếu không có tác dụng bên ngoài thì mật độ phân tử khí phân bố đồng đều

và chuyển động của các phân tử hoàn toàn có

tính đẳng hướng.

2 PT cơ bản: Xét một phân tử khí chuyển động với vận tốc v 1 theo phương x đập thẳng góc vào một diện tích S của thành bình Trong trường hợp

phân tử khí có cấu tạo đơn nguyên tử thì mọi

phân tử khí có thể được biểu thị bằng một quả

cầu nhỏ, khối lượng m Sau va chạm phân tử khí bắn ra với vận tốc v 2 , va chạm được giả thiết là hoàn toàn đàn hồi nên:

v   v   v v 1

v 2

V x ∆t